深圳岗厦旧城重建工程性能化防火设计申请报告
1 概述
本项目是一个城市综合体项目，位于深圳中心区—福田岗厦；北临福华一路，南临福华路，东临彩田路，西临金田路，属岗厦片区项目的中区、项目分为3#、4#、8#三个地块。交通便利，地理位置优越，环境优美。项目总建筑面积为460000m2，包括超高层办公楼、超高层公寓、大型综合商场、高层住宅。
各地块主要指标如下：
1）3#地块：
办公楼一栋，高350m，建筑面积约130000m2；商场一栋，地上5层，地下4层，建筑面积约130000m2；公寓一栋，高178m，建筑面积约30000m2。
2）4#地块：
住宅楼八栋，高100m，建筑面积约130000m2；商场四栋，地上2层，地下4层，建筑面积约50000㎡。4#地块的商业与3#地块的商业在地下一层和地下二层连通。
3）8#地块：
地块南北各有一栋小型主力店建筑；地块中央有艺术中心出入口建筑及商场出入口建筑各一栋。地下部分与3#地块、4#地块的商业连成一体。
本次申请进行性能化防火设计的对象为连通在一起的地下商业以及3#地块。
根据本项目的规模和用途，本项目地下部分及3#地块属于一类高层建筑，其防火设计应执行《高层民用建筑设计防火规范》（GB 50045-95 20##年版）。由于本项目在建筑构造、建筑布局、使用功能及视觉效果上的特殊要求，某些部分的防火设计不能完全满足现行规范的要求或是现行规范未能完全涵盖，所以本项目申请采用性能化防火设计的方法优化建筑的防火设计，以便在保证消防安全的前提下实现建筑形式的创新，增加设计的自由度。
2 性能化防火设计内容
2.1 地下商业超过20000m2的防火分隔
1）规范要求
《高规》第4.1.5B.4条规定：地下商店总建筑面积大于20000m2时，应采用防火墙进行分隔，且防火墙上不得开设门窗洞口。
2）存在难点
本项目地下一层的商业建筑面积为41313m2，地下二层的商业建筑面积为30842m2，地下室设计有中庭贯通地下一层和地下二层的商业区。为了满足使用上的需要，地下商店无法全部采用不开设门窗洞口的防火墙分隔成不大于20000m2的若干部分，局部连通区域需采用防火隔间和下沉广场。此外，分隔的各部分单层建筑面积不超过20000m2，但由于中庭开口部位无法采用防火墙分隔，若上下层叠加计算，则各部分总建筑面积超过20000m2。
3）性能化防火设计初步方案
①为防止火灾在上下层之间蔓延，地下一层和地下二层的中庭开口使用包括背火面温升作耐火极限判定条件的防火卷帘进行分隔，防火卷帘耐火极限不低于3h。
②中庭回廊仅作为通道使用，使用不可燃材料进行装修。
③中庭回廊与商铺之间使用不包括背火面温升作耐火极限判定条件的防火卷帘（耐火完整性不低于3h）和C类防火玻璃（耐火极限不低于1.5h）进行防火分隔。由于商铺一侧为无可燃物的中庭回廊，因此防火卷帘可不设自动喷水系统保护。
④商铺内的人员全部通过后走道疏散，为保证人员的疏散安全，商铺之间以及后走道的隔墙耐火极限不低于2h，通往后走道的门使用乙级防火门。
⑤为防止火灾通过中庭蔓延至对面商铺，中庭宽度不应小于9m；[A1] 为防止地下二层商铺着火后，在防火分隔措施失效的情况下火灾蔓延至地下一层，地下二层商铺至中庭开口的距离不应小于2m。
⑥适当增加步行街回廊机械排烟系统的排烟量，具体数值通过模拟计算确定。
⑦中庭回廊内设置自动喷水灭火系统，中庭开口处设置智能型主动喷水灭火系统。自动喷水灭火系统采用快速响应喷头。
⑧为使得建筑内的人员能够迅速对早期火灾进行扑救，室内消火栓箱内应配置消防软管卷盘。
2.2 西面商业裙楼内商铺与中庭的防火分隔
1）规范要求
《高规》第5.1.5条规定：高层建筑中庭防火分区面积应按上、下层连通的面积叠加计算，当超过一个防火分区面积时，应符合下列规定：
5.1.5.1 房间与中庭回廊相通的门、窗，应设自行关闭的乙级防火门、窗。
5.1.5.2 与中庭相通的过厅、通道等，应设乙级防火门或耐火极限大于3.00h的防火卷帘分隔。
5.1.5.3 中庭每层回廊应设有自动喷水灭火系统。
5.1.5.4 中庭每层回廊应设火灾自动报警系统。
2）存在难点
西面商业裙楼的中庭贯通一层至五层，建筑面积为9996m2，超过了一个防火分区允许的建筑面积。为了满足商铺使用和疏散方面的需要，商铺与中庭相通的部位不希望使用乙级防火门和防火卷帘进行防火分隔。
3）性能化防火设计初步方案
①中庭回廊仅作为通道使用，使用燃烧性能等级不低于B1级的材料装修。
②建筑面积不大于300m2的商铺使用C类防火玻璃（耐火极限不低于1h）与中庭回廊进行分隔，商铺内人员通过中庭和后走道疏散，防火玻璃设自动喷水灭火系统保护，具体设计参数如下：
Ø 防火玻璃的上檐至楼板处应采用不燃材料进行封堵，其封堵材料在商铺内侧宜与玻璃齐平。
Ø 喷头采用RTI ≦ 50(m.s)1/2的边墙型快速响应喷头。
Ø 喷头动作温度为68℃。
Ø 喷头间距不大于2m。
Ø 喷头应安装在商铺内侧吊顶下方，喷头与玻璃的水平距离控制在200mm~300mm之间，喷头溅水盘与顶板的距离控制在150mm~300mm；喷头间距控制在1.8m~2.0m之间，如图1所示。
Ø 喷水强度不应小于0.5L/s·m，工作压力应经计算确定，但不应小于0.1MPa。当喷头距地面的高度大于4.0m时，每增加1.0m，喷水强度应增加0.1L/s·m（不足1.0m，按1.0m计）。用水量按单个商铺临中庭面最长的防火玻璃长度的1.5倍并不小于30m计算，持续喷水时间不小于1.0h。
Ø 此套喷水冷却系统应采用独立的管网和水泵。
图1 喷头安装示意图
③建筑面积大于300m2的商铺使用C类防火玻璃（耐火极限不低于1h）和不包括背火面温升作耐火极限判定条件的防火卷帘（耐火完整性不低于3h）与中庭回廊进行防火分隔，商铺内人员通过后走道或直接通往安全出口[A2] 疏散。由于商铺一侧为无可燃物的中庭回廊，因此防火卷帘可不设自动喷水系统保护。
④商铺之间使用耐火极限不小于2h的不可燃实体墙进行分隔。
⑤为防止火灾通过中庭蔓延至对面商铺，中庭宽度不应小于9m。[A3]
⑥中庭开口部位设置高度不小于500mm的挡烟垂壁，中庭回廊和顶部设置机械排烟系统，机械排烟量将根据模拟计算确定。
⑦中庭回廊内设置自动喷水灭火系统，中庭开口处设置智能型主动喷水灭火系统。自动喷水灭火系统采用快速响应喷头。
⑧中庭回廊内每隔30m设置室内消火栓，为使得建筑内的人员能够迅速对早期火灾进行扑救，室内消火栓箱内应配置消防软管卷盘。
2.3 地下商店和西面商业裙楼的疏散距离
1）规范要求
《高规》第6.1.7条规定：高层建筑内的观众厅、展览厅、多功能厅、餐厅、营业厅和阅览室等，其室内任何一点至最近的疏散出口的直线距离，不宜超过30m。
2）存在难点
地下商店和西面商业裙楼内的人员需通过后走道或中庭回廊再进入疏散楼梯间，其室内任何一点至最近的安全出口的直线行走距离，超过30m。
3）性能化防火设计初步方案
①地下商店由于后走道使用耐火极限不低于2h的隔墙和乙级防火门进行了防火分隔，后走道相对较为安全，因此建议商铺至通往疏散走道的乙级防火门的距离控制在30m内，从疏散门至安全出口的距离控制在40m内（袋形走道控制在20m内）。[A4]
②西面商业裙楼内的商店，若建筑面积不大于300m2，则商店内任一点至疏散门的直线距离不应大于15m，通过后走道到达疏散楼梯的距离不应大于40m（袋形走道不应大于20m），通过步行街到达疏散楼梯的距离不应大于37.5m；若建筑面积大于300m2，其室内任一点至最近疏散门或安全出口的直线距离不应大于37.5m，当该疏散门不能直通室外地面或疏散楼梯间时，应采用长度不大于12.5m的疏散走道通至最近的安全出口。[A5]
③除首层外，中庭回廊内任一点至最近安全出口的直线距离不应大于37.5m。
2.4 西面商业裙楼的疏散楼梯在首层的出口
1）规范要求
《高规》第6.2.6条规定： 除通向避难层错位的楼梯外，疏散楼梯间在各层的位置不应改变，首层应有直通室外的出口。
2）存在难点
由于商业部分设置剪刀楼梯作为疏散楼梯使用，剪刀楼梯在首层的部分出口不朝向室外，人员需通过中庭再到达室外。
3）性能化防火设计初步方案
①通往首层中庭和室外的出口门宽不小于疏散楼梯的宽度，地下和地上的疏散楼梯宽度不叠加计算。
②为防止地下室的火灾和烟气蔓延至首层影响疏散，地下一层和首层的中庭开口[A6] 使用包括背火面温升作耐火极限判定条件的防火卷帘进行分隔，防火卷帘耐火极限不低于3h。
③首层商铺与中庭按2.2节的要求进行防火分隔后，中庭作为“临时安全区”。
④楼梯间在首层通往中庭的出口至直通室外的安全出口的疏散距离控制在60m以内。
2.5 电影院的设置位置和建筑面积
1）规范要求
《高规》第6.2.6条规定：《高规》第4.1.5条规定：高层建筑内的观众厅、会议厅、多功能厅等人员密集场所，应设在首层或二、三层；当必须设在其它楼层时，除本规范另有规定外，尚应符合下列规定：
4.1.5.1 一个厅、室的建筑面积不宜超过400m2。[A7]
4.1.5.2 一个厅、室的安全出口不应少于两个。
4.1.5.3 必须设置火灾自动报警系统和自动喷水灭火系统。
4.1.5.4 幕布和窗帘应采用经阻燃处理的织物。
2）存在难点
西面商业裙楼的电影院观众厅贯通三层和四层，观众入口位于四层，人员疏散通过三层和四层的安全出口进行，观众厅建筑面积为637m2和611m2，超过了400m2。
3）性能化防火设计初步方案
①观众厅使用防火墙和甲级防火门形成防火单元。
②每个观众厅的疏散门不少于3个。
③电影院应至少有1部专供影院疏散使用的楼梯，并且在首层的出口能直通室外。
④观众厅内座椅、银幕和所有幕帘材料不应低于B1级，吊顶内吸声、隔热、保温材料与检修马道应采用A级材料。
⑤观众厅内的机械排烟量按不小于13次/h的换气次数计算确定。
2.6 塔楼外围护中庭的排烟设计
1）规范要求
《高规》第8.4.1.3条规定一类高层建筑中净空高度超过12m的中庭应设置机械排烟设施。
2）存在难点
超级物业及酒店外部设有以玻璃幕墙为外围护的中庭，中庭贯穿多层，高度达80m，拟在中庭侧边设置与室外连通的格栅作为自然排烟设施。
3）性能化防火设计初步方案
①每个楼层对应的中庭侧边设置与室外连通的格栅进行自然排烟，格栅的有效排烟面积不小于外幕墙面积的30%。
②为防止在环境风的影响下烟气倒灌进室内，超级物业和酒店开向中庭的窗户设为能自行关闭的丙级防火窗，开向露台的门设为丙级防火门或能自行关闭的防火玻璃门（耐火极限不低于0.6h的C类防火玻璃），或者在露台上设置火灾时能直降至底的挡烟垂帘。
③中庭底部的玻璃顶使用耐火极限达到1.5h的C类防火玻璃，金属支架刷1.5h的薄型防火涂料。
中庭宽度局部没办法满足9M的，可否将中庭两边商铺划入同一个防火分区？同一防火分区内疏散满足：任意疏散点到后走道的距离不超30M，后走道的疏散门到安全出口不超过20M?黄工电话答复：20000平方防火分隔以内中庭都需满足这个宽度；
商铺可以直接往前室开门？
黄工电话答复：大超市百货商场是可以直接通前室；
局部无法满足的可否将中庭两边商铺划入同一防火分区，防火分区内任意疏散点到安全出口的距离不大于37.5M？
黄工电话答复：地面可以把不满足部分划为同一防火分区；
后走道的门位于两个相邻防火分区的安全出口之间是否也按40M控制？
黄工电话答复：是的；
12.5M的疏散通道是否长度是否包括在37.5M以内？
黄工电话答复：12.5M不包括在37.5M距离之内；
首层中庭0.00开口相连的地下一层、地下二层开口部位、
是否指影厅内部净使用面积不超过400m2？（现设计地下最大影厅不包括外围墙面的面积为392m2,包括外墙面积为425m2）
黄工电话答复：按建筑面积计算；
第二篇：大空间钢结构性能化防火设计
第二届消防性能化规范发展研讨会, 2005.11.24-25大空间钢结构性能化抗火设计殷颖智，赵月慈，罗明纯 奥雅纳工程顾问香港有限公司
传统的结构防火保护? 对主体结构框架进行防火保护 ? 根据规范规定的结构耐火极限确定 ? 结构耐火极限根据标准火灾试验而得到燃烧性能和耐火极限(h) 构件名称 防火墙 承重墙、楼梯间、电梯井和 住宅单元之间的墙 非承重外墙、疏散走道两侧 的隔墙 房间隔墙 一级 不燃烧体 3.00 不燃烧体 2.00 不燃烧体 l.00 不燃烧体 0.75 不燃烧体 3.00 不燃烧体 2.00 不燃烧体 1.50 不燃烧体 0.25 耐火等级 二级 不燃烧体 3.00 不燃烧体 2.00 不燃烧体 l.00 不燃烧体 0.50 不燃烧体 2.50 不燃烧体 l.50 不燃烧体 l.00 难燃烧体 0.25墙柱 梁 楼板、疏散楼梯、屋顶承重构件 吊顶
标准火灾试验? 根据标准温度-时间关系曲线进行升温 例如 ISO834 T = T0 + 345 log(8t + 1) ? 对单一结构构件或组合进行测试标准火灾试验的利弊? 是一种简单方便的确定构件抗火能力的方法 ? 标准升温曲线不能真实反应实际火灾的温度场 ? 单一构件试验不能反应整体结构在火灾下的性能标准试验下构件的耐火极限≠真实结构在火灾下的耐火极限
标准升温曲线与实际火灾温度场的比较实际火灾温度场取决于? 可燃物 ? 通风条件 ? 火灾分区的大小60, 1/4 60, 1/2 30, 1/4 30, 1/2 15, 1/4 15, 1/2? 分隔材料的热性能
单一构件标准火灾反应与整体结构真实火灾 反应的比较标准试验下钢梁在 450oC时破坏 受约束的钢梁在 850oC时破坏
性能化钢结构抗火设计? 确定实际火灾规模 ? 构件传热分析 ? 构件/结构力学性能分析
确定实际火灾规模? 局部火灾 ? 外部火灾蔓延 ? 参变量温度-时间曲线T = 20 + 1325 1 ? 0.324e ?0.2t* ? 0.204e ?1.7 t* ? 0.472e ?19t*1400.000()Heating 25% Aw 820MJ/m2 (C)1200.000Cooling 25% Aw 820MJ/m2 (C)1000.000Heating 100% Aw 820MJ/m2 (C)Cooling 100% Aw 820MJ/m2 (C)Temperature (C) 800.000600.000400.000补风200.0000.000 0 50 100 Time (min) 150 200
1400.0传热分析Temperature (C)1200.0Prot Col Prot Short Sec Beam Unp Sec beam Prot Prim beam 100% Aw 820MJ/m2 Atmosphere temp (C)1000.0800.0600.0400.0200.0高 Hp 低 A 受热较快低 Hp 高 A 受热较慢0.0 0 500 1000 Time (sec) 1500 2000 2500
力学性能分析? 单一构件极限温度法 ? 关键构件失效，弹性分析法 ? 非线性有限元法
北京首都国际机场第三期 航站楼~5.59m? 航站楼主体混凝土结构 ? 航站楼顶棚为空间钢框架结构，由间距为42米的钢柱支撑 ? 规范要求顶棚钢结构1.5小时耐火极限，支撑钢柱3小时耐火极限
场景 行李火灾 无喷淋系统的零售亭 零售舱 (喷淋系统失效)火灾规模 1.5MW 4.5MW 根据通风情况热辐射面 2.1m x 1.2m 3.3m x 3.3m (2.5m + 0.6m) x 6mD is t a n c e t o u n p ro te c te d s te e lB a g g a g e f ir e? 通过对顶棚钢构件在设计火灾下的结构工程抗 火设计，建议对顶棚钢结构不进行防火保护， 对支撑钢柱采用1.5小时防火保护
天津奥林匹克水上中心? 建筑分为比赛厅、热身厅和商业区 三大区域，由观众走廊连在一起 ? 主体结构采用钢结构形式，由交叉 拱（梁）、人形外柱、钢内柱和顶 部支撑交叉拱（梁）的环梁四个部 分组成 ? 采用了性能化结构抗火设计方法， 确定了适当的钢结构防火保护措施热身厅观众走廊商业区比赛厅人形外柱 交叉拱梁交叉拱（梁）钢内柱人形外柱 交叉拱梁
设计火灾场景? 比赛区 - 火灾危险性极小 ? 众席和休息平台等区域 - 桌椅、垃圾袋等火灾 ? 包厢、商店等区域 - 发生火灾轰燃钢结构防火保护范围观众席 对外商业区媒体工作区
结论真实火灾性能 + 整体结构反应 = 安全且经济的性能化结构抗火设计
we shape a better world谢谢！